Toxins of toxin-antitoxin systems use diverse mechanisms to control bacterial growth and represent attractive therapeutic targets to fight pathogens. In this study, we characterized the translation inhibitor toxin MenT3 of Mycobacterium tuberculosis, the bacterium responsible for human tuberculosis in humans. We show that MenT3 is a robust cytidine specific tRNA nucleotidyltransferase in vitro, capable of modifying the aminoacyl acceptor ends of most tRNA but with a marked preference for tRNASer, to which long stretches of cytidines were added. Furthermore, transcriptomic-wide analysis of MenT3 targets in M. tuberculosis identified tRNASer as the sole target of MenT3 in vivo and revealed significant detoxification attempts by ribonuclease PH in response to MenT3 overexpression. Finally, under physiological conditions, only in the presence the native menAT3 operon, we found the unexpected presence of an active pool of endogenous MenT3 targeting tRNASer in M. tuberculosis, likely reflecting the importance of MenT3 during infection.

ABSTRACT Purpose Epigenetic dysregulation has been associated with many inherited disorders. RBBP5 encodes a core member of the protein complex that methylates histone 3 lysine-4 (H3K4) and has not been implicated in human disease. Methods We identify five unrelated individuals with de novo heterozygous pathogenic variants in RBBP5 . Three truncating and two missense variants were identified in probands with neurodevelopmental symptoms including global developmental delay, intellectual disability, microcephaly, and short stature. Here, we investigate the pathogenicity of the variants through protein structural analysis and transgenic Drosophila models. Results Both missense p.T232I and p.E296D variants affect evolutionarily conserved amino acids and are expected to interfere with the interface between RBBP5 and the histones. In Drosophila, ubiquitous overexpression of human RBBP5 is lethal in the larval developmental stage. Loss of Rbbp5 leads to a reduction in brain size, and the human reference, p.T232I, or p.E296D variant transgenes fail to rescue loss of Rbbp5. Expression of either missense variant in an Rbbp5 null background results in a less severe microcephaly phenotype than the human reference, indicating both p.T232I and p.E296D variants are loss-of-function alleles. Conclusion De novo heterozygous variants in RBBP5 are associated with a syndromic neurodevelopmental disorder. Graphical abstract